引言

腐蝕性硫問題在國外已經(jīng)有數(shù)十年歷史，絕緣油中存在的腐蝕性硫最終可引起變壓器絕緣故障或局部放電故障。1947年三氮唑類衍生物類金屬鈍化劑開始用作銅及其合金的抑制劑；1954年澳大利亞等國家將含有金屬鈍化劑的變壓器油投入電力設(shè)備;1958年J C WOOD-MALLOCK研究了含氮有機(jī)化合物在變壓器油中的應(yīng)用效果；1964年F HUGHESAND報道了含鄰氨基苯甲酸類金屬鈍化劑用于變壓器油的運(yùn)行情況；1982年M YASUDA探討了金屬鈍化劑在變壓器油中的作用機(jī)理；1992年P(guān) R KRISHNAMOORTHY考察了單體酚、聚合酚、胺型3種抗氧劑與三唑類衍生物金屬減活劑的復(fù)配效果。

2002年Doble公司、2004年ABB公司等也開始開展變壓器油中腐蝕性硫的研究課題，國際大電網(wǎng)協(xié)會CIGRE 2005年成立WG A2-32和2009年成立A2-40工作組專門研究“變壓器中的硫化亞銅”及“硫化亞銅的長期抑制及危害評估”等問題，引起了全球電網(wǎng)公司及相關(guān)機(jī)構(gòu)的關(guān)注。2007年尼納斯石油公司提出運(yùn)行變壓器油中金屬鈍化劑加入量為100×10-6。IEC 60422:2013指出保證變壓器的安全運(yùn)行需要在變壓器油中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10-4的金屬鈍化劑，并維持其質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50×10-6。

國內(nèi)1994年張鏡誠等研究了T551、T561金屬鈍化劑的作用機(jī)理；2003年陳麗華等考察了金屬減活劑對銅離子的抑制作用；2005年以后，廣東、福建、貴州、湖南、江蘇等地區(qū)電網(wǎng)先后發(fā)生了由變壓器油中腐蝕性硫引起的變壓器故障問題，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了巨大危害。國內(nèi)多家電網(wǎng)公司及研究機(jī)構(gòu)逐步開展變壓器油的腐蝕性硫相關(guān)研究，并開始向運(yùn)行變壓器油中加入金屬鈍化劑對腐蝕性硫進(jìn)行抑制。于會民等對比了兩類金屬減活劑對腐蝕性硫的抑制效果；錢藝華等研究了Irgamet 39在變壓器油中的消耗規(guī)律；陸云才等研究了苯并三氮唑（BTA）對變壓器硫腐蝕的抑制效果及絕緣油性能的影響；舒想等比較研究了甲基苯并三氮唑（TTA）、Irgamet 39、T571 3種鈍化劑在多重腐蝕性硫并存環(huán)境中的防護(hù)效果及對油品質(zhì)量的影響。

在變壓器油中添加金屬鈍化劑是目前抑制腐蝕性硫問題的有效方法，可以有效防止銅腐蝕的發(fā)生或阻止銅腐蝕進(jìn)一步惡化，其中BTA及其衍生物TTA、Irgamet39是目前全世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的金屬鈍化劑。

1 故障分析

2017年某電網(wǎng)公司下屬220 k V LT變電站#1主變因靜電屏及高壓線圈硫腐蝕，靜電屏搭接面絕緣發(fā)生擊穿并對下方的高壓線圈放電，最終導(dǎo)致變壓器故障返廠。該電網(wǎng)公司隨即將變壓器油中含有腐蝕性硫的變壓器列為高風(fēng)險設(shè)備，并要求全面進(jìn)行處理。該省電網(wǎng)公司組織對下屬110 k V及以上變壓器絕緣油進(jìn)行普查，根據(jù)普查結(jié)果篩選出需要限時處理的變壓器22臺，對此22臺變壓器添加金屬鈍化劑，以抑制活性硫?qū)︺~的腐蝕及阻止銅腐蝕的進(jìn)一步惡化。金屬鈍化劑的添加含量基本要求如下[16]：新添加的金屬鈍化劑質(zhì)量濃度需達(dá)到100mg/kg；已添加的、檢測余量不足或接近40 mg/kg的，按100 mg/kg的量添加補(bǔ)足。

2 金屬鈍化劑裝置及其應(yīng)用

2.1 試驗對象

本項目試驗對象的基本信息見表1，其中220k V變壓器油質(zhì)量為42.7～56.0噸，110 k V變壓器油質(zhì)量為15.1～16.9噸。本項目未實施之前，各變壓器的金屬鈍化劑含量如下：BG#2為45.19 mg/kg、DX#2為45.96 mg/kg、TZ#1為34.8 mg/kg、TZ#2為39.7 mg/kg、YY#1為24.35 mg/kg、YY#2為20.0mg/kg，其他變壓器均小于5 mg/kg。考慮到變壓器內(nèi)絕緣紙和紙板等材料吸附以及油桶底部會殘存部分油無法注入變壓器，金屬鈍化劑按1.3～1.5倍劑量添加，本項目金屬鈍化劑添加量為2.6～9.5 L。

2.2 金屬鈍化劑

本項目選用BASF公司生產(chǎn)的Irgamet 39型金屬鈍化劑（油），為苯三唑衍生物，是液態(tài)油溶性金屬減活劑。低濃度下活性高，揮發(fā)性低，不含溶劑，礦物油中溶解度極佳，其基本物理性質(zhì)見表2。

2.3 金屬鈍化劑添加裝置

金屬鈍化劑添加裝置為自研產(chǎn)品，是密封型箱體設(shè)備，通過操作面板可以實現(xiàn)金屬鈍化劑添加全過程自動操作功能。具有系統(tǒng)油路清洗、變壓器油接收/輸送、流動混合、雜質(zhì)過濾、液位監(jiān)控等功能。變壓器通過一次排放閥與金屬鈍化劑添加裝置完成連接。金屬鈍化劑添加裝置與變壓器連接示意圖見圖1。

2.4 測試儀器

采用美國Waters公司Alliancee 2695型高效液相色譜，Sun Fire C₁₈型色譜分離柱，檢測金屬鈍化劑含量；采用5E-DHG型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行腐蝕性硫試驗，控溫范圍為（室溫+10℃）～250℃，控溫精度為±1℃。

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